让生物学家难以采集的鲸鱼“鼻涕” ,海洋无人机竟轻松获取

2018-05-08 13:18 环球网

  

  【环球网无人机报道】为了保护濒临灭绝的鲸鱼,美国非营利性研究组织海洋联盟(Ocean Alliance)的生物学家、海洋生态学家们通过无人机技术去采集鲸鱼的喷出的水柱(俗称“鼻涕”),因为这些“鼻涕”里面含有多种生物、物理信息,这对后续的科学研究至关重要。据称,海洋联盟目前也相继开发了多种用途的无人机用于帮助生物学家们获取人工无法获取的更精准的科学数据。

  一. 生物学家为什么使用无人机

  伊恩克尔(Iain Kerr)是非营利性研究组织海洋联盟的CEO,也是一名生物学家。之前,他和他的研究小组一直都在墨西哥湾附近乘坐摩托艇追寻抹香鲸,希望能拿回组织样本带回实验室。

  虽然,抹香鲸的“鼻涕”气味难闻。然而事实证明,鲸鱼“鼻涕”里不仅有DNA,病毒,还有激素和微生物- 这些对于许多科学家来说都是非常有用的东西。通过DNA,遗传学家可以判断一种动物是否是本地动物,还是只是路过此处;流行病学家可以追踪传染病的传播过程;而生物学家可以通过分析激素,来检查动物是否有不孕不育的风险。

  然而,现在的第一个问题是乘坐船艇不仅耗时费力费钱(租船租了整整9小时,每天的租金就会花费2000美元),更糟糕的是,还不能得到相关数据。第二个问题是怎样获取足量的组织样本:大约一水桶容量的鲸鱼“鼻涕”。

    

  二. 海洋联盟引入首个收集“鼻涕”的无人机SnotBot

  为了解决上述问题,在接下来的几年中,克尔的团队海洋联盟在马萨诸塞州奥林工程学院(Olin College of Engineering)的学生的帮助下开发了无人机SnotBot:这种六轴无人机携带皮氏培养皿,用于科学领域收集鲸鱼“鼻涕”。

  这项发明的优点在于它不仅会帮助科学研究人员研究鲸鱼,也不会影响到鲸鱼们的生活节奏。

    

  三. 无人机在海洋科学领域逐渐升温

  海洋联盟正在开发除SnotBot之外的其他无人机,如可以红外线检测体温的FLIRBot。研究人员可以通过FLIRBot直接向下察看鲸鱼的喷气孔来测量它们的体温。另一个产品是EarBot,它可以着陆在水面上,关闭电源,听取鲸鱼的叫声。

    

  除了海洋联盟开始热衷开发多种无人机应用,就连美国国家海洋和大气管理局(NOAA)也启用了被动式侦听鲸鱼的无人机项目SailDrone。

  SailDrone长约七英尺,主要用于大西洋,墨西哥湾以及北太平洋露脊鲸生活的白令海附近。由于无人机是无动力的,依靠电池和太阳能的组合就可转向和导航。研究人员只需输入坐标,无人机就可到达目的地。

  SailDrone已经用于监视着几个不同鲸鱼种群,包括濒危物种北太平洋露脊鲸,全世界只剩下30只左右。这种鲸鱼一般很少出现在海面,所以科学家很难发现它们。SailDrone对于观察像北太平洋露脊鲸这种物种的有用之处在于这种无人机可以静静地停在海浪上,听鲸鱼的声音,然后进行追踪。

  而且,因为它们可以在海上呆上好几个月,SailDrone 的首席声学研究员Jessica Crance希望利用它们来规划迁徙路线。同时,通过多个SailDrones和类似于声纳的技术,研究人员可以在这些动物迁徙和迁移栖息地时对这些动物的位置进行三角测量。

  这对物种保护是非常重要的数据,如果研究人员发现鲸鱼迁徙路线的一片水域异常温暖或缺少食物,他们或许能够确定鲸鱼大面积数量死亡的原因。

  但这个方案也有待提升。研究人员仍在努力使声音记录足够清晰,以识别声波下的不同物种。Crance说:“我们的目标是让这些录音清晰到足以监测白令海中的任何物种,比如海狗和其他各种鱼类。”

    

  四. 科学无人机是否可以完全代替人工

  然而,无人机技术并不是一个一劳永逸的解决方法。NOAA的海洋生态学家梅根弗格森(Megan Ferguson)研究并使用了ScanEagle,这是一种军用的类似飞机式的无人机,可在空中替代有人驾驶的飞机确认鲸鱼种群数量。但是她在2015年的研究中发现,传统方法和使用无人机确认的鲸鱼数量相同,但使用ScanEagle会花费更多的人力和资源。

  “无人机在某些方面可能很有用,比如他们很容易获得照片,并且不会打扰鲸鱼的行为,“Crance说。“但要知道,有时候只需要一艘船、一个人也可以直接解决问题,就像通过弩收集的组织活检一样。”

  同样的看法还有来自波士顿新英格兰水族馆的海洋生物学家Liz Burgess:“对于简单地检测鲸鱼‘鼻涕’存在哪些分子而言,这很好。但要想始终获得精确的应激激素浓度,这绝对不是那么容易的。”她说,“使用无人机和传统方法相结合可能会成为最理想的方式。”

  尽管如此,无人机似乎有望使鲸鱼科学研究不那么具有侵略性,并以新的角度向科学家展示鲸鱼的活动。“经过30年的研究之后,才发现只需用无人机就可以看到以前你只能从船上想象的行为活动,”克尔说。“如果没有无人机,我不能回头去研究鲸鱼。”

  来源:Popular Science

  实习编译:石训

审稿:银涛

责编:石训
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